JPH07113041A - 制電性ポリウレタンエラストマー成形物の製造方法 - Google Patents

制電性ポリウレタンエラストマー成形物の製造方法

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JPH07113041A
JPH07113041A JP5281897A JP28189793A JPH07113041A JP H07113041 A JPH07113041 A JP H07113041A JP 5281897 A JP5281897 A JP 5281897A JP 28189793 A JP28189793 A JP 28189793A JP H07113041 A JPH07113041 A JP H07113041A
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JP
Japan
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metal salt
polyurethane elastomer
mixture
dissolved
molded product
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JP5281897A
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English (en)
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Yutaka Matsuzawa
豊 松沢
Hiroshi Kishida
博史 岸田
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Fukoku Co Ltd
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Fukoku Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した制電性を有するポリウレタンエラス
トマー成形物を容易に製造する方法を提供する。 【構成】 ウレタンエラストマーの原材料のポリオール
やポリアミン、又はこれらの混合物に、金属塩(アルカ
リ金属塩やアルカリ土類金属塩)をイオン状態で溶解す
る第1の工程と、この金属塩をイオン状態で混合物に含
有されている状態で成形する第2の工程とから、制電性
を有するポリウレタンエラストマー成形物を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機の現像や定着機
構等で使用されるブレード、ロール、ベルト等に用いる
制電性ポリウレタンエラストマー成形物の製造方法に関
し、特に、従来の工程をそのまま使用して製造できるよ
うにしたものである。
【0002】
【従来の技術】ポリウレタンエラストマー成形物に制電
性(半導電性)を付与する方法としては、カーボンブラ
ックや金属フィラー、または帯電防止剤(界面活性剤)
を添加等する方法や、或は有機溶媒等に金属塩を溶解し
た溶液を、ポリウレタンエラストマー原料に添加する方
法、または、上記溶液に成形されたポリウレタンエラス
トマーを浸漬して、金属塩をポリウレタン成形物に含浸
させる方法等がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記に示した
方法のうち、カーボンブラックまたは金属フィラーを添
加する方法で得られたポリウレタンエラストマー成形物
では、カーボンブラックまたは金属フィラーの含有量に
おける微小な変化が前記成形物の電気抵抗に大きな変化
をもたらすため、安定した電気抵抗を得ることが困難で
ある。さらに、成形物の表面が摩擦により、前記成形物
からカーボンブラックまたは金属フィラーが脱落しその
ために前記成形物の周囲の使用環境の汚染を生じるとい
う問題がある。また、帯電防止剤(界面活性剤)を添加
したポリウレタンエラストマー成形物についても、最も
静電気の発生しやすい低湿度雰囲気では、制電性が低下
するという問題がある。また、有機溶媒等に金属塩を溶
解した溶液を用いる方法では、有機溶媒の完全な除去が
困難であり、溶媒浸漬によりポリウレタンエラストマー
成形物が変形する恐れがあるという問題点がある。
【0004】そこで、本発明は、前記問題点を解決する
ためになされたもので、安定した制電性を有するポリウ
レタンエラストマー成形物を容易に製造する方法を提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明では、ポリウレタンエラストマ
ー成形物の製造方法において、原材料として用いられる
ジオール、トリオール、その他のポリオールや、ジアミ
ン、トリアミン、その他のポリアミン、及びそれらの混
合物に金属塩を投入し、この金属塩を溶解させてイオン
状態にする第1の工程と、金属塩をイオン状態で混合物
に含有されている状態で成形する第2の工程よりなるよ
うにする。また、請求項2に係る発明では、前記ポリオ
ールのうち硬化剤として用いられるジオール、トリオー
ル、その他のポリオール、及びそれらの混合物に金属塩
を溶解した。
【0006】さらに、請求項3に係る発明では、請求項
2に係る発明のポリオールが、1,4−ブタンジオー
ル、またはトリメチロールプロパン、またはそれらの混
合物からなり、前記ポリオールに、アルカリ金属塩また
は、アルカリ土類金属塩、またはそれらの混合物を10
-6〜10-2(mol/g)溶解した。さらに、請求項4
に係る発明では、請求項2に係る発明のポリオールが、
1,4−ブタンジオール、1,2−ブタンジオールまた
はトリメチロールプロパン、またはそれらの混合物であ
るとともに、金属塩が過塩素酸リチウムであり、前記ポ
リオールに、前記過塩素酸リチウムを10-6〜10
-2(mol/g)溶解した。
【0007】本発明は、ポリウレタンエラストマーの原
料であるジオール、トリオール、その他のポリオール
や、ジアミン、トリアミン、その他のポリアミンおよび
それらの混合物に、直接金属塩を溶解しこれらを用いた
制電性ポリウレタンエラストマーの製造方法である。本
発明の方法において用いられる、ジオール、トリオー
ル、その他のポリオールや、ジアミン、トリアミン、そ
の他のポリアミンおよびそれらの混合物としては、1,
4−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、ポリエ
ステルポリオール、ポリエーテルポリオール、3,3’
−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ト
リイソプロパノールアミン等およびそれらの混合物が挙
げられる。
【0008】金属塩としては、例えば、アルカリ金属や
アルカリ土類金属のハロゲン化物、或はチオシアン酸
塩、または過塩素酸塩等が挙げられる。制電性を有する
ポリウレタンエラストマー成形物を得るためには、本発
明におけるように、溶解した金属塩の全部もしくは一部
が、成形されるポリウレタンエラストマーにイオン状態
で含有されていることが重要である。また、金属塩が含
有されていることで、もともとのポリウレタンエラスト
マーの有する電気抵抗以外の物性、例えば強度等が損な
われないような金属塩を選定することが重要である。
【0009】これらの金属塩を溶解して、イオン状態で
添加する方法には、水または有機溶媒で溶解して添加混
合することが考えられるが、加熱硬化時に発泡してしま
うためにこの方法は使用できない。また、金属塩を溶解
し易い高沸点の有機溶媒や可塑剤に溶解することも考え
られるが、ポリウレタンエラストマーの強度低下を引き
起こすため、硬化剤に直接溶解する方法、またはプレポ
リマー製造直前にポリオールに溶解する方法が好まし
い。これにより、金属塩を添加しない場合と同等の強度
を得ることができる。
【0010】
【作用】本発明の製造方法では、ポリウレタンエラスト
マーの原材料として使用される極性を有するポリオール
やポリアミンに金属塩を溶解させるため、金属塩濃度を
制御することにより、金属塩をイオン状態でポリウレタ
ンエラストマー成形物中に良好に含有させることがで
き、その結果、制電性を有したポリウレタンエラストマ
ー成形物を製造することができる。
【0011】
【実施例】
(実施例1〜4)ポリエステルポリオールと4,4' −
ジフェニルメタンジイソシアネートとから常法に従って
調製したウレタンプレポリマー(遊離イソシアネート基
量7.06%、80℃における粘度1900センチポイ
ズ)を加熱し、脱泡させた。一方、1,4−ブタンジオ
ールとトリメチロールプロパンとの混合物100gに、
過塩素酸リチウム10-4モル、10-2モル、10-1、1
モルを溶解した溶液を各々調製し、それらを順に実施例
1〜4とする。これらの溶液を、該ウレタンプレポリマ
ーにイソシアネート基/水酸基価当量比1.05になる
ように加え、攪拌混合して各々成形材料を調製した。
【0012】これらの成形材料を、遠心成形機の成形ド
ラム(直径200mm、幅500mm、温度140℃)
内に注入して600rpmで1時間回転させる。得られ
た成形物を脱型し、さらに110℃で9時間熱処理しそ
の後冷却し環状成形物を裁断して、実施例1〜4のポリ
ウレタンエラストマー板状成形物を得た。
【0013】(実施例5〜7)実施例1の1,4−ブタ
ンジオールとトリメチロールプロパンとの混合物に、過
塩素酸リチウム10-4モルの代わりに、チオシアン酸カ
リウム10-2モル(実施例5とする)、チオシアン酸ナ
トリウム10-2モル(実施例6とする)、過塩素酸カリ
ウム10-3モル(実施例7とする)を用いた以外は、実
施例1と同様にして、実施例5〜7のポリウレタンエラ
ストマー板状成形物を得た。
【0014】(実施例8)ポリエステルポリオールと
2,4−及び2,6−トルエンジイソシアネートとから
常法に従って調製したウレタンプレポリマー(遊離イソ
シアネート基量3.05%、80℃における粘度200
0センチポイズ)を加熱し、脱泡させた。一方、3,3
−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン10
0gを加熱溶融した。これに、過塩素酸リチウム10-4
モルを溶解した溶液を調製する。この溶液を、該ウレタ
ンプレポリマーにイソシアネート基/アミン基価当量比
1.10になるように加え、攪拌混合して、成形材料を
調製した。
【0015】この成形材料を、遠心成形機の成形ドラム
(直径200mm、幅500mm、温度120℃)内に
注入して600rpmで1時間回転させる。得られた成
形物を脱型し、さらに110℃で9時間熱処理し、その
後冷却し、環状成形物を裁断して、ポリウレタンエラス
トマー板状成形物を得た。
【0016】(比較例1)実施例1において、1,4−
ブタンジオールとトリメチロールプロパンとの混合物
に、過塩素酸リチウムを溶解しなかったこと以外は、実
施例1と同様にして、ポリウレタンエラストマー板状成
形物を得た。
【0017】(比較例2)実施例1の過塩素酸リチウム
10-4モルの代わりに、導電性カーボンブラック(ライ
オンアクゾ社製:ケッチェンブラック(登録商標)E
C)微粉末を、ウレタンプレポリマー100gに対して
20gの割合で混合し、さらに、ボールミルで混合後、
金属塩を添加しない硬化剤で成形物を得ようと試みた。
しかし、遠心成形で得られた板状成形物の厚みは均一で
はなかった。また、カーボンブラック粒子の分散が悪い
ために、カット断面の顕微鏡拡大で0.1mm以上のカ
ーボンブラック粒子の存在が観察され、ブレードとして
は使用できないレベルにあることが確認された。
【0018】(比較例3)実施例1の過塩素酸リチウム
10-4モルの金属塩の代わりに硬化剤にカチオン系活性
剤(東邦化学社製:アンテックス(登録商標)C−20
0)を、硬化剤100gに対して10gの割合で混合
し、その他は実施例1と同様にして、板状成形物を得
た。
【0019】
【表1】
【0020】上記実施例1〜7および比較例1〜3にて
得たポリウレタンエラストマー板状成形物について、J
IS K 6301の規格に基づき常態物性を、またJ
ISK 6911の規格に基づき電気抵抗を測定した。
表1より明らかなように、本発明に係る実施例1〜7及
び実施例8により製造されたポリウレタンエラストマー
成形物は、比較例1〜3に比べて金属塩の添加量に応じ
て電気抵抗が、1010〜107 (Ω・cm)と目標のレ
ベルに制御可能であり、しかも、強度等の物性が損なわ
れていない。また、温湿度の影響も本来ポリマーが変動
する程度の範囲内に収まっている。
【0021】これに対して、比較例2のカーボンブラッ
ク微粒子を添加した場合は、カーボンブラック微粒子の
分散が悪いため、ポリウレタンエラストマー成形物の強
度が著しく低下し、また、成形性もよくない。カチオン
系活性剤を添加した比較例3では、得られたポリウレタ
ン成形物の強度がやや低下するとともに、電気抵抗率と
しての体積抵抗率の低減効果も少ないことが分かる。さ
らに、低湿度における効果もなく、湿度依存性が大きい
ことがわかる。
【0022】尚、表1に記載した本実施例の常態物性及
び電気抵抗(体積抵抗率で示した)は、次の方法で測定
した。常態物性のうち、硬度はJISK−A型硬度計で
測定した。引張強さ、伸び、引裂強さは、(株)オリエ
ンテック製万能引張圧縮試験機RTM−1TにてJIS
K 6301の規格に基づいて測定した。電気抵抗
は、体積抵抗率で示し、(株)アドバンテスト製デジタ
ル超高抵抗計R8340Aで、JIS K 6911の
規格に基づいて測定した。
【0023】
【発明の効果】本発明の製造方法では、予め使用する原
材料に金属塩を溶解しておくため、通常のポリウレタン
エラストマーの製造工程を変更することなく容易に行う
ことができる。さらに、ウレタンエラストマーの原材料
に添加する金属塩の量や種類を調整することにより、製
造されるウレタンエラストマー成形物の制電領域での電
気抵抗を、ウレタンエラストマー本来の強度等を損なう
ことなく、制御することができる。従って、本発明の製
造方法により得られたウレタン製のブレード、ロール、
ベルト等を用いることで、それらの製品に、本来それら
の製品が持つ基本的特性を維持しながら制電性を付与す
ることができ、該製品を複写機に用いることで、複写機
内部の静電気の除去や帯電のコントロールをすることが
できる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリウレタンエラストマー成形物の製造
    方法において、原材料として用いられるジオール、トリ
    オール、その他のポリオールや、ジアミン、トリアミ
    ン、その他のポリアミン、及びそれらの混合物に金属塩
    を投入し、この金属塩を溶解させてイオン状態にする第
    1の工程と、金属塩をイオン状態で混合物に含有されて
    いる状態で成形する第2の工程よりなることを特徴とす
    る制電性ポリウレタンエラストマー成形物の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記ポリオールのうち硬化剤として用い
    られるジオール、トリオール、その他のポリオール、及
    びそれらの混合物に金属塩を溶解することを特徴とする
    請求項1に記載の制電性ポリウレタンエラストマー成形
    物の製造方法。
  3. 【請求項3】 ポリオールが、1,4−ブタンジオー
    ル、またはトリメチロールプロパン、またはそれらの混
    合物からなり、前記ポリオールに、アルカリ金属塩また
    は、アルカリ土類金属塩、またはそれらの混合物を10
    -6〜10-2(mol/g)溶解したことを特徴とする請
    求項2に記載の制電性ポリウレタンエラストマー成形物
    の製造方法。
  4. 【請求項4】 ポリオールが、1,4−ブタンジオー
    ル、1,2−ブタンジオールまたはトリメチロールプロ
    パン、またはそれらの混合物であるとともに、金属塩が
    過塩素酸リチウムであり、前記ポリオールに、前記過塩
    素酸リチウムを10-6〜10-2(mol/g)溶解した
    ことを特徴とする請求項2に記載の制電性ポリウレタン
    エラストマー成形物の製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07113039A (ja) * 1993-10-18 1995-05-02 Bando Chem Ind Ltd 電子写真複写機用除電部材
JP2003342466A (ja) * 2002-05-27 2003-12-03 Okura Ind Co Ltd 半導電性熱可塑性ポリウレタン組成物、および該組成物からなるシームレスベルト
US6677409B2 (en) * 2001-04-17 2004-01-13 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method of producing vinyl-based polymer
JP2011084749A (ja) * 2011-01-18 2011-04-28 Riken Technos Corp 制電性ポリウレタン樹脂組成物
JP2018051698A (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド及びその製造方法

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